Havaitsemiskentät

Havaitsemiskentät, suomeksi myös havaintokentät, ovat teoreettinen käsite fysiikassa, erityisesti hiukkasfysiikassa ja kvanttikenttäteoriassa. Ne kuvaavat kaikkialle avaruuteen ulottuvia kenttiä, jotka ovat fundamentaalisten hiukkasten perusrakenteita. Jokaisella perushiukkasella, kuten elektroneilla, kvarkeilla ja fotoneilla, on oma havaitsemiskenttänsä.

Kun hiukkanen havaitaan, se tarkoittaa käytännössä sitä, että kyseisen hiukkasen havaitsemiskenttä on saanut paikallisen häiriön tai "kvantin". Tämä häiriö ilmenee meille mitattavana hiukkasena. Toisin sanoen, hiukkaset eivät ole itsenäisiä, erillisiä olioita vaan pikemminkin kentän värähtelyjä tai herätteitä.

Esimerkiksi elektronin havaitsemiskenttä on kaikkialla läsnä ja sen värähtelyt ilmenevät elektroneina. Samoin fotonin havaitsemiskenttä on sähkömagneettinen kenttä, ja sen värähtelyt ovat fotoneja. Vastaavasti Higgsin kenttä on vastuussa hiukkasten massan antamisesta, ja sen vuorovaikutukset muiden havaitsemiskenttien kanssa määräävät hiukkasten massan suuruuden.

Kvanttikenttäteoriassa kaikki vuorovaikutukset perustuvat näiden havaitsemiskenttien välisiin vuorovaikutuksiin. Kun kaksi hiukkasta vuorovaikuttaa, se tapahtuu välittävien hiukkasten kenttien kautta. Esimerkiksi kaksi elektronia hylkivät toisiaan fotonienvälitteisen sähkömagneettisen vuorovaikutuksen kautta. Havaitsemiskenttien teoria on keskeinen osa hiukkasfysiikan standardimallia.